南极点可再生能源发电的技术经济分析

在偏远地区从化石燃料发电转向可再生能源发电与储能，有潜力同时减少碳排放与成本。本研究针对南极洲南极点实施混合可再生能源系统进行了技术经济分析，该地点目前承载若干具有高能耗需求的高能物理实验。我们探讨了该站点在有无现有柴油发电的不同组合下，太阳能光伏、风力发电机、锂离子储能与长时储能的资源可用性与经济性定制模型。使用可再生能源集成与优化（REopt）平台来确定最优系统组件规模及其相关系统经济性与环境效益。我们发现成本最低的系统包含所有三种发电来源与锂离子储能。对于一个 170 kW 的稳态负荷示例，该混合系统包含 180 kW-DC 光伏板、570 kW 风力发电机与 3.4 MWh 锂离子电池储能系统。与全柴油配置相比，该系统减少 95% 的柴油消耗，每年避免约 1200 公吨碳足迹。在 15 年分析期内，柴油使用的减少带来 5700 万美元净节省，回收期约为两年。所有建模情景均表明，在该极偏远站点独特的经济性与约束下，向可再生能源的转型具有极高成本效益。